代謝

生命の統一

組織の細胞レベルでは、すべての生物体の主な化学プロセスは、同一ではないにしても、類似しています。 これは動物、植物、菌類、細菌に当てはまります。バリエーションがある場合(たとえば、ある種のカビによる抗体の分泌など)、そのバリエーションは共通のテーマのバリエーションに過ぎません。 このように、すべての生物はタンパク質という大きな分子で構成されている。タンパク質は、支持や協調運動、小分子の貯蔵や輸送を行うとともに、触媒として、穏やかな温度、比較的低い濃度、中性(すなわち酸性でも陰性でもない)条件下で化学反応を迅速かつ特異的に行わせることが可能である。 タンパク質は20種類のアミノ酸から構成されているが、アルファベット26文字が組み合わさって様々な長さや意味を持つ言葉になるように、20種類のアミノ酸が何十、何百と組み合わさって特定のタンパク質を形成しているのである。

生物が個性を保ち、それを子孫に伝える方法は、あらゆる種類の細胞の間で同じ統一性があります。 例えば、遺伝情報は、細胞の核にあるDNA(デオキシリボ核酸)分子を構成する特定の塩基配列にコード化されている。 DNAの合成に使われる塩基は、アデニン、グアニン、シトシン、チミンの4種類のみです。 モールス信号がダッシュ、ドット、スペースの3つの信号で構成されているように、DNAの塩基の正確な配列は、細胞の構成要素を合成し組み立てるための情報を含んでおり、それを伝達するのに十分なのです。 しかし、一部の原始生物は、DNAの代わりにRNA(リボ核酸:DNAとは異なり、糖のデオキシリボースの代わりにリボースを、チミンの代わりにウラシルを含む核酸)を遺伝情報の担い手として使用している。 しかし、これらの生物における遺伝物質の複製は、DNAの段階を経なければならない。

生きている細胞で起こる化学反応も同様です。 緑色植物は、太陽光のエネルギーを利用して、水(H2O)と二酸化炭素(CO2)を炭水化物(糖とでんぷん)、その他の有機(炭素を含む)化合物、および酸素(O2)分子に変換する。 光合成のプロセスでは、太陽光というエネルギーを使って、1個の水分子を2分の1の酸素分子(O2:酸化剤)と2個の水素原子(H:還元剤)に分解し、それぞれが水素イオン(H+)と電子1個に分解される。 一連の酸化還元反応により、電子(e-と表記)が供与分子(酸化)から受容分子(還元)へと一連の化学反応によって移動する。この「還元力」は、最終的には二酸化炭素を炭水化物のレベルまで還元することに結びつくと思われる。 事実上、二酸化炭素は水素を受け入れて結合し、炭水化物 (Cnn) を形成します。

酸素を必要とする生物は、このプロセスを逆にします。炭水化物やその他の有機物を消費し、植物が合成した酸素を使って、水、二酸化炭素、およびエネルギーを形成するのです。

植物では、二酸化炭素を炭水化物に変換するプロセスの 2 つのステップを除くすべてが、動物、菌類、およびバクテリアでより単純な出発物質から糖を合成するステップと同じものです。 同様に、ある出発物質を用いて、他の合成経路で使用される特定の分子を合成する一連の反応は、すべての細胞種で類似している、あるいは同一である。 代謝の観点から見ると、ライオンで行われる細胞プロセスは、タンポポで行われるプロセスとほんのわずかな違いしかない。

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